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目的:本研究对成年房间隔缺损(atrial septal defect，ASD)合并/不合并肺动脉高压(pulmonary arterial hypertension，PAH)患者的血浆进行蛋白质组学和代谢组学研究，探索差异蛋白和代谢改变，并将蛋白质和代谢组学结果进行整合分析，以此为模型，探寻PAH发生发展早期可能的分子生物学改变，为指导临床治疗及逆转PAH新药的研发奠定基础。
方法:连续性纳入2013年1月-2018年2月就诊于天津泰达国际心血管病医院，年龄≥14岁，诊断为ASD并接受手术治疗的患者94例进行研究，其中AP组(ASD合并PAH组)与AC组(ASD未合并PAH)各47例。另外选取种族和性别比例相同的健康体检者31例作为健康对照(HC)组，年龄与AP组匹配。分别选取AP、AC和HC组标本15、15和10例进行同位素标记相对和绝对定量(isobaric tags for relative and absolute quamification，iTRAQ)蛋白质组学和气相色谱-质谱联用仪(Gas Chromatography-Mass Spectrometer，GC-MS)代谢组学检测，筛选差异蛋白与代谢物进行生物信息学分析。另选取三组患者AP、AC和HC组标本32、32和16例进行蛋白质组候选蛋白酶联免疫吸附实验(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)验证，并拟结合蛋白功能和验证结果进行分析。
结果:蛋白质组学共鉴定得到56357条独特肽段，得到定性蛋白425种，可信蛋白396种。根据筛选标准得到各组间差异蛋白数目分别为:AP-AC(29)，AP-HC(46)，AC-HC(23)。对各差异比较组的差异蛋白取并集得到动态变化蛋白72个。AP-AC的29例差异蛋白24例上调，5例下调。对差异蛋白进行KEGG通路分析，AP-AC富集出83条KEGG信号通路，19条p＜0.05，其中最显著的10条为:Complementandcoagulationcascades、Pertussis、Regulationofactincytoskeleton、Plateletactivation、Priondiseases、Proteasome、Oxytocinsignalingpathway、Staphylococcusaureusinfection、VEGFsignalingpathway和Shigellosis。经代谢组学检测，AP、AC和HC三组患者共得到235种代谢产物，三组两两比较得到差异代谢物数量分别为:AP-AC(40)，AP-HC(34)，AC-HC(45)。利用差异代谢物的KEGGID进行通路富集分析，获得代谢通路富集结果。AP-AC差异代谢通路78条，前10位分别为:Biosynthesisofaminoacids、Biosynthesisofplantsecondarymetabolites、Proteindigestionandabsorption、Metabolicpathways、2-Oxocarboxylicacidmetabolism、Glycine,serineandthreoninemetabolism、Aminoacyl-tRNAbiosynthesis、ABCtransporters、Alanine,aspartateandglutamatemetabolism和Cysteineandmethioninemetabolism。通过多组学整合分析，得到蛋白和代谢的共有通路:HIF-1signalingpathway。整合分析还显示了酶和差异蛋门整合代谢通路以及代谢物、代谢物相关酶、差异蛋白及代谢通路的互作网络。
在AP-AC差异蛋白中挑选出9种在验证者样本中进行ELISA法验证，它们是:纤维连接蛋白(Fibronectin, FINC)、转铁蛋白受体(Transferrin Receptor,TFR1)、内质网素(Endoplasmin, ENPL)、AHNK2、胞浆型磷脂酶A2δ(Cytosolic phospholipase A2 delta, PA24D)、丝氨酸/苏氨酸蛋门磷酸酶2b催化亚单位γ亚型(Serine/threonine-protein phosphatase 2B catalytic subunit gamma isoform,PP2BC)、组装抑制蛋白-1(Profilin-1, PROF1)、丝切蛋白-1(Cofilin-1, COF1)和S10A8。以onewayANOVA对AP-AC-HC三组各蛋白质血浆浓度进行比较，TFR1(p=0.988)、FINC(p=0.306)、PP2BC(p=0.16)、ENPL(p=0.095)和PA24D(p=0.086)在三组间均无显著性差异;PROF1(p=0.001)和AHNK2(p=0.019)存在显著性差异，进行事后检验;S10A8(p=0.06)和COF1(p=0.051)差异临界，改用t检验对AP-AC-HC三组蛋白浓度进行两两比较。PROF1:AP组(748.2±453.9pg/ml,n=32;用ANOVA与HC比较p=0.001)和AC组(647.4±457.5pg/ml,n=32;用ANOVA与HC比较p=0.000)均较HC组(1896.7±2312.6pg/ml,n=16)显著降低，而AP与AC无显著性差异(ANOVA,p=0.715);AHNK2:AP组(65.5±6.26pg/ml,n=32;用ANOVA与HC比较p=0.005)较HC组(60.0±4.93pg/ml,n=16)显著增高，而AP组(用ANOVA与AC比较p=0.174)和HC组(用ANOVA与AC比较p=0.083)与AC组(63.3±6.79pg/ml,n=32)比较均无显著性差异;S10A8:AP组(3.77±2.20ng/ml,n=32;用t检验与HC比较p=0.024)和AC组(3.66±2.14ng/ml,n=29;用t检验与HC比较p=0.035)均较HC组(2.26±1.73ng/ml,n=15)显著升高，而AP与AC无显著性差异(t检验，p=0.848);COF1:AP组(114.6±51.0pg/ml,n=32;用t检验与AC比较p=0.089)和HC组(89.7±12.1pg/ml,n=16;用t检验与AC比较p=0.258)均与AC组(97.2±24.5pg/ml,n=32)无显著性差异，而AP较HC显著增高(t检验，p=0.013)。
结论:成年ASD合并与不合并PAH的患者血浆中存在差异表达的蛋白质和代谢物;这些差异表达的蛋门质和代谢物所参与的生物学过程可能和PAH的发生有关;氨基酸生物合成减少和HIF-1通路可能参与了PAH的早期发生过程。
方法:连续性纳入2013年1月-2018年2月就诊于天津泰达国际心血管病医院，年龄≥14岁，诊断为ASD并接受手术治疗的患者94例进行研究，其中AP组(ASD合并PAH组)与AC组(ASD未合并PAH)各47例。另外选取种族和性别比例相同的健康体检者31例作为健康对照(HC)组，年龄与AP组匹配。分别选取AP、AC和HC组标本15、15和10例进行同位素标记相对和绝对定量(isobaric tags for relative and absolute quamification，iTRAQ)蛋白质组学和气相色谱-质谱联用仪(Gas Chromatography-Mass Spectrometer，GC-MS)代谢组学检测，筛选差异蛋白与代谢物进行生物信息学分析。另选取三组患者AP、AC和HC组标本32、32和16例进行蛋白质组候选蛋白酶联免疫吸附实验(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)验证，并拟结合蛋白功能和验证结果进行分析。
结果:蛋白质组学共鉴定得到56357条独特肽段，得到定性蛋白425种，可信蛋白396种。根据筛选标准得到各组间差异蛋白数目分别为:AP-AC(29)，AP-HC(46)，AC-HC(23)。对各差异比较组的差异蛋白取并集得到动态变化蛋白72个。AP-AC的29例差异蛋白24例上调，5例下调。对差异蛋白进行KEGG通路分析，AP-AC富集出83条KEGG信号通路，19条p＜0.05，其中最显著的10条为:Complementandcoagulationcascades、Pertussis、Regulationofactincytoskeleton、Plateletactivation、Priondiseases、Proteasome、Oxytocinsignalingpathway、Staphylococcusaureusinfection、VEGFsignalingpathway和Shigellosis。经代谢组学检测，AP、AC和HC三组患者共得到235种代谢产物，三组两两比较得到差异代谢物数量分别为:AP-AC(40)，AP-HC(34)，AC-HC(45)。利用差异代谢物的KEGGID进行通路富集分析，获得代谢通路富集结果。AP-AC差异代谢通路78条，前10位分别为:Biosynthesisofaminoacids、Biosynthesisofplantsecondarymetabolites、Proteindigestionandabsorption、Metabolicpathways、2-Oxocarboxylicacidmetabolism、Glycine,serineandthreoninemetabolism、Aminoacyl-tRNAbiosynthesis、ABCtransporters、Alanine,aspartateandglutamatemetabolism和Cysteineandmethioninemetabolism。通过多组学整合分析，得到蛋白和代谢的共有通路:HIF-1signalingpathway。整合分析还显示了酶和差异蛋门整合代谢通路以及代谢物、代谢物相关酶、差异蛋白及代谢通路的互作网络。
在AP-AC差异蛋白中挑选出9种在验证者样本中进行ELISA法验证，它们是:纤维连接蛋白(Fibronectin, FINC)、转铁蛋白受体(Transferrin Receptor,TFR1)、内质网素(Endoplasmin, ENPL)、AHNK2、胞浆型磷脂酶A2δ(Cytosolic phospholipase A2 delta, PA24D)、丝氨酸/苏氨酸蛋门磷酸酶2b催化亚单位γ亚型(Serine/threonine-protein phosphatase 2B catalytic subunit gamma isoform,PP2BC)、组装抑制蛋白-1(Profilin-1, PROF1)、丝切蛋白-1(Cofilin-1, COF1)和S10A8。以onewayANOVA对AP-AC-HC三组各蛋白质血浆浓度进行比较，TFR1(p=0.988)、FINC(p=0.306)、PP2BC(p=0.16)、ENPL(p=0.095)和PA24D(p=0.086)在三组间均无显著性差异;PROF1(p=0.001)和AHNK2(p=0.019)存在显著性差异，进行事后检验;S10A8(p=0.06)和COF1(p=0.051)差异临界，改用t检验对AP-AC-HC三组蛋白浓度进行两两比较。PROF1:AP组(748.2±453.9pg/ml,n=32;用ANOVA与HC比较p=0.001)和AC组(647.4±457.5pg/ml,n=32;用ANOVA与HC比较p=0.000)均较HC组(1896.7±2312.6pg/ml,n=16)显著降低，而AP与AC无显著性差异(ANOVA,p=0.715);AHNK2:AP组(65.5±6.26pg/ml,n=32;用ANOVA与HC比较p=0.005)较HC组(60.0±4.93pg/ml,n=16)显著增高，而AP组(用ANOVA与AC比较p=0.174)和HC组(用ANOVA与AC比较p=0.083)与AC组(63.3±6.79pg/ml,n=32)比较均无显著性差异;S10A8:AP组(3.77±2.20ng/ml,n=32;用t检验与HC比较p=0.024)和AC组(3.66±2.14ng/ml,n=29;用t检验与HC比较p=0.035)均较HC组(2.26±1.73ng/ml,n=15)显著升高，而AP与AC无显著性差异(t检验，p=0.848);COF1:AP组(114.6±51.0pg/ml,n=32;用t检验与AC比较p=0.089)和HC组(89.7±12.1pg/ml,n=16;用t检验与AC比较p=0.258)均与AC组(97.2±24.5pg/ml,n=32)无显著性差异，而AP较HC显著增高(t检验，p=0.013)。
结论:成年ASD合并与不合并PAH的患者血浆中存在差异表达的蛋白质和代谢物;这些差异表达的蛋门质和代谢物所参与的生物学过程可能和PAH的发生有关;氨基酸生物合成减少和HIF-1通路可能参与了PAH的早期发生过程。